宇宙航行(不用燃料发动机在宇宙空间内移动)是航天学相对欠发达的领域。此类飞行采用太阳帆。太阳帆是一种用来使航天器在太阳光的压力下移动的装置。太阳光光子受到太阳帆镜面的反射,像风一样推动航天船向前移动。
萨马拉大学飞行动态和控制系统系教授奥莉加·斯塔里诺娃向俄罗斯卫星通讯社和广播电台介绍说,主要复杂之处在于光压非常小,为了获得明显的作用,需要巨大的太阳帆面积。在此情况下,航天船的质量应该尽量小,但展开必要尺寸的太阳帆非常难。
“航天帆不能达到快速机动。比如,把格洛纳斯卫星推入工作轨道将持续两年多的时间,而且,这还是在能够把这种太阳帆展开的情况下”,——斯塔里诺娃解释说。
萨马拉大学为解决这个问题而专门研发了状似“甜甜圈”的装置。之所以需要这种形状,是因为太阳帆本身可以靠给外部充气而展开。
“在打开后,气瓶分离出来,太阳帆自行移动。项目与同类产品的区别在于,它除了光压外,还利用来自特殊物质的额外助推脉冲,这种特殊物质被涂抹在太阳帆的部分镜面上”,——斯塔里诺娃解释说。
装置起初被推进前往太阳的飞行轨道,尔后太阳帆展开,装置朝着太阳的方向移动4个月左右。在装置移动靠近太阳时,太阳帆镜面的温度升高;当温度达到预定值时,涂抹在太阳帆上的物质就会蒸发,推动装置离开太阳,向着指定地点运动。
“这种加速有助于以非常高的速度飞到遥远区域,在10到15年内飞抵,而不是像其它航天器那样在40到50年内飞抵。”
斯塔里诺娃说,航天机械制造系已经在计算太阳帆飞往太阳系所有星球的飞行方案。不大的太阳帆可以长时间处在绕木星、土星或火星的轨道中,把科学数据传回地球。目前正在计算前往太阳的飞行轨道。
装置亦可用于访问太阳系的遥远区域。
萨马拉大学在航天帆技术领域是公认的世界名校之一,目前该校专家积极参与该领域在国内外的多数项目。